用于喷油嘴打孔的后壁保护装置及其使用方法与流程

本发明涉及内燃机喷油嘴技术领域，尤其涉及在喷油嘴上加工喷油孔时起保护作用的装置。

背景技术：

内燃机中的燃油喷油嘴的内部有一个燃油通道，液体燃油通过此通道再经数个微小孔从喷油嘴中喷出。这些小孔可采用激光打孔技术加工出。但采用激光打孔时，当某个小孔被打穿时，空心的喷油嘴的内表面将会遭受激光束的损坏，面临损坏的内部表面称为“后壁”。

因此有必要在采用激光打孔时对喷油嘴的后壁进行保护，避免其遭受激光束的损坏。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于喷油嘴打孔的后壁保护装置，能在加工喷油孔时，对喷油嘴的后壁起保护作用，避免其遭受损坏。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于喷油嘴打孔的后壁保护装置，所述喷油嘴的内部设有燃油通道，位于燃油通道端部的喷油嘴壁面设有喷油孔，所述的后壁保护装置包括设有轴向通孔的空心轴、安装在所述轴向通孔内的顶杆和可由顶杆顶出至保护工位的后壁保护元件，所述的空心轴用于安装在燃油通道内。所述的保护工位位于所述后壁与喷油孔所在位置之间，后壁保护元件位于保护工位时，加工喷油孔的加工工具，例如激光束，打穿孔后会作用到后壁保护元件上，避免了后壁遭受损坏。所述的顶杆可由机械结构驱动或压力介质驱动，机械结构可以为螺杆结构、曲柄连杆机构等，压力介质可以为空气或惰性气体等。

进一步的，所述的后壁保护元件为可任意转动的球形且与顶杆不连接，当后壁保护元件处于保护工位时其由顶杆和喷油嘴壁面共同限位。

进一步的，所述的空心轴与所述的燃油通道间隙配合。

进一步的，所述的顶杆为活塞，所述的空心轴包括供活塞移动的缸体段和供压力介质通入的压力通道段，缸体段轴向通孔的内径大于压力通道段轴向通孔的内径，即在缸体段和压力通道段之间形成用于对活塞限位的限位台，所述的后壁保护元件位于活塞的顶出端。

进一步的，所述顶杆的外壁与空心轴的内壁之间设有密封。

进一步的，所述的后壁保护元件由耐热材料或耐激光束材料制成。

进一步的，还包括设置于空心轴端部用于限制顶杆最大行程的止动元件。

本发明还提供了用于喷油嘴打孔的后壁保护装置的使用方法，包括以下步骤：

s1，用工装夹具夹持空心轴的外壁，对空心轴进行固定；

s2，在轴向通孔内装入顶杆，再装上止动元件和后壁保护元件后，将待打孔的喷油嘴外套于所述后壁保护装置上并固定；

s3，驱动顶杆向喷油嘴的端部运动，将后壁保护元件顶出至保护工位；

s4，在喷油嘴的端部打喷油孔；

s5，打孔完成后，将打完孔的喷油嘴从后壁保护装置上取下。

进一步的，所述空心轴的轴线布置在竖直方向上，所述的顶杆布置为向上顶出。

进一步的，所述顶杆为由空气或惰性气体驱动的活塞。

本发明的有益效果是：在喷油嘴上加工喷油孔时，采用本发明的后壁保护装置后，通过后壁保护元件对后壁的保护，可以避免后壁遭受损坏；另外，本发明适用于采用激光打孔、电火花打孔、超声波打孔、高压水打孔、机械切削打孔等方式加工喷油孔时对后壁的保护。

附图说明

图1是喷油嘴的结构示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是使用实施例1的后壁保护装置后，在喷油嘴上进行激光加工喷油孔时的示意图；

图4是使用实施例2的后壁保护装置后，在喷油嘴上进行激光加工喷油孔时的示意图；

图中标记为：1-空心轴，2-顶杆，3-后壁保护元件，4-缸体段，5-压力通道段，6-轴向通孔，7-止动元件，8-接口盘，9-喷油嘴，10-喷油孔，11-激光束，12-后壁，13-限位台，14-燃油通道，21-活塞，22-连接杆，23-旋转帽。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。

以激光打孔方式为例；

用于喷油嘴打孔的后壁保护装置，如图1所示，所述喷油嘴9的内部设有燃油通道14，待加工的喷油孔10位于燃油通道14的端部，加工喷油孔10时，与成型的喷油孔10所对的喷油嘴9内壁即为后壁12。

实施例1：

如图2所示，所述的后壁保护装置包括设有轴向通孔6的空心轴1、活塞21、后壁保护元件3和止动元件7。所述的空心轴1用于安装在燃油通道14内且与喷油嘴9的燃油通道14间隙配合；所述的活塞21安装于空心轴1的轴向通孔6内，活塞21的外壁与空心轴1的内壁之间密封或者两者之间具有较小的间隙，空心轴1包括供活塞21移动的缸体段4和供压力介质通入的压力通道段5，缸体段4轴向通孔6的内径大于压力通道段5轴向通孔6的内径，即在缸体段4和压力通道段5之间形成用于对活塞21限位的限位台13；所述的后壁保护元件3位于活塞21的顶出端，后壁保护元件3由耐热材料或耐激光束材料制成；所述的止动元件7设置于空心轴1缸体段4的端部，用于限制活塞21的最大行程。

如图3所示，用于喷油嘴打孔的后壁保护装置的使用方法，包括以下步骤：

s1，用工装夹具夹持空心轴1压力通道段5的外壁，对空心轴1进行固定，使空心轴1的轴线布置在竖直方向上，其中工装夹具通过接口盘8对压力通道段5端部的外壁进行夹持；

s2，在轴向通孔6内装入活塞21，再在缸体段4端部装上止动元件7、活塞21顶出端装入后壁保护元件3后，将待打孔的喷油嘴9外套于所述后壁保护装置上并固定；

s3，从空心轴1的压力通道段5通入空气，在空气的驱动下，活塞21由限位台13向喷油嘴9的端部运动，将后壁保护元件3顶出至保护工位，即喷油嘴9内表面的端部，对喷油嘴的后壁12进行保护；

s4，采用激光打孔方式打孔，通过激光束11在喷油嘴9的端部打孔，形成喷油孔10；

s5，打孔完成后，停止通气，退出活塞21，将打完孔的喷油嘴9从后壁保护装置上取下。

实施例2：

如图4所示，所述的后壁保护装置包括设有轴向通孔6的空心轴1、顶杆2、后壁保护元件3和止动元件7。所述的空心轴1用于安装在燃油通道14内且与喷油嘴9的燃油通道14间隙配合；所述的顶杆2安装于空心轴1的轴向通孔6内，顶杆2的端部连接有连接杆22，连接杆22从轴向通孔6端部延伸出且连接有旋转帽23，顶杆2通过螺纹与空心轴1的内壁配合；所述的后壁保护元件3位于顶杆2的顶出端，后壁保护元件3由耐热材料或耐激光束材料制成，所述的螺纹能保证顶杆2的行程能使后壁保护元件3到达保护工位，即喷油嘴9内表面的端部；所述的止动元件7设置于空心轴1缸体段4的端部，用于限制顶杆2的最大行程。

用于喷油嘴打孔的后壁保护装置的使用方法，包括以下步骤：

s1，用工装夹具夹持空心轴1的外壁，对空心轴1进行固定，使空心轴1的轴线布置在竖直方向上，其中工装夹具通过接口盘8对空心轴1端部的外壁进行夹持；

s2，在轴向通孔6内装入顶杆2以及相配套的连接杆22、旋转帽23，再在空心轴1顶部装上止动元件7、顶杆2顶出端装入后壁保护元件3后，将待打孔的喷油嘴9外套于所述后壁保护装置上并固定；

s3，转动旋转帽23，通过螺纹的配合，使顶杆2向喷油嘴9的端部运动，将后壁保护元件3顶出至保护工位，即喷油嘴9内表面的端部，对喷油嘴的后壁12进行保护；

s4，采用激光打孔方式打孔，通过激光束11在喷油嘴9的端部打孔，形成喷油孔10；

s5，打孔完成后，反向转动旋转帽23，退出顶杆2，将打完孔的喷油嘴9从后壁保护装置上取下。

现有技术在加工喷油孔10时，尤其是采用激光方式加工喷油孔10时，激光束11打穿孔后，会致使喷油嘴9的内表面（即后壁12）损坏，采用本发明的后壁保护装置后，在加工喷油孔10时，能通过耐热或耐激光束的后壁保护元件3对后壁12进行保护，避免其遭受损坏。后壁保护元件3作为加工过程中的消耗品，当孔被打穿时，激光束11将打击到保护元件3上，造成保护元件3的损坏，因此多次打孔后，必要时须更换保护元件3。

需说明的，后壁保护元件3可以可拆卸固定在顶杆2的顶出端端面上，此时，在加工完毕一批工件后，转动空心轴1，可使后壁保护元件3迎向激光束11射入的表面发生变化，即改变后壁保护元件3的受损面，以增加保护元件3的使用次数，使得后壁保护元件3能够用于多批工件的加工保护，单个后壁保护元件3达到使用寿命后可以更换新的后壁保护元件3。

另一方案，后壁保护元件3也可为可任意转动的球形且与顶杆2不连接，当后壁保护元件3处于保护工位时由顶杆2和喷油嘴9壁面共同限位。不连接的好处在于，后壁保护元件3随顶杆2往复运动过程中，迎向激光束11射入的表面可随机自动调整，即改变受损面，以增加保护元件3的使用次数，使得后壁保护元件3可用于多批工件的加工保护，相对于前一固定的后壁保护元件的方案，可免去转动空心轴的麻烦。另外，保护元件3的形状是可以相对随意的，通常来说，保护元件3可按其实现保护功能、便于装配或调整所需而做成其他形状。

本发明还适用于采用电火花打孔、超声波打孔、高压水打孔、机械切削打孔等方式加工喷油孔时对后壁的保护。